В настоящее время патогенез гнездной алопеции (ГА) по-прежнему остается темой многочисленных научных исследований. Развитие воспалительной реакции в области волосяных фолликулов, морфофункциональная перестройка тканей с последующим изменением их структуры и другие нарушения, приводящие к потере волос, изучаются различными учеными на протяжении многих лет [1—3]. Учитывая накопленные к настоящему времени данные, объясняющие возникновение и развитие этого заболевания, большинство авторов [4—7] рассматривают ГА как тканеспецифическое аутоиммунное заболевание, опосредованное аутоактивированными Т-лимфоцитами, при котором важную роль играют генетические факторы, экзогенные и эндогенные пусковые механизмы.
В течение ГА отмечают разные стадии клинической активности заболевания. В острой, или активной, стадии при клиническом осмотре выявляют покраснение кожных покровов, в устье зияющих волосяных фолликулов (ВФ) — черные точки кадаверизованных, или трупообразных, волос либа пеньки волос в виде восклицательного знака. Позже, после выпадения волос, гиперемия исчезает и кожа в очаге ГА приобретает обычный цвет. Так называемая стационарная, или хроническая, стадия может длиться неопределенный промежуток времени: от нескольких недель до нескольких лет. При благоприятном течении болезни в случае спонтанной ремиссии или в результате успешной терапии наступает следующая фаза — регрессирующая (или восстановительная), во время которой наблюдается повторное отрастание волос.
При гистологическом и иммуногистохимическом (ИГХ) исследованиях ГА в очагах выпадения волос находят неспецифический воспалительный инфильтрат, который может располагаться вокруг сосудов, вокруг волосяных фолликулов (ВФ) и иногда проникать интрафолликулярно. Воспалительный клеточный инфильтрат состоит в основном из Т-лимфоцитов, макрофагов и клеток Лангерганса. Т-лимфоциты, а именно CD4+ и CD8+, составляют основную массу клеток воспалительного инфильтрата и, очевидно, играют ключевую роль в патогенезе ГА [8—12]. Однако потеря волос при ГА является результатом не только прямого воздействия на волосяные луковицы активированных Т-лимфоцитов, но и опосредованного влияния различных цитокинов [13]. Под действием активированных Т-хелперов происходит повышенная продукция провоспалительных Th1-цитокинов, основными из которых являются IL-2, IFN-γ, и TNF-α [14—16].
Однако данные литературы по изучению фенотипа клеток воспалительного инфильтрата в некоторой степени противоречивы. Можно предположить, что результаты исследований, отражающие соотношение CD4+ и CD8+ лимфоцитов в воспалительном инфильтрате, по данным разных авторов [7, 16—18], не совпадают, поскольку в них не учитывались степень активности заболевания — острая и хроническая стадии. Мы предположили, что степень активности заболевания должна коррелировать с изменением иммуноморфологического фенотипа клеток инфильтрата в очаге ГА. Поэтому целью нашего исследования явились изучение морфологических и ИГХ особенностей острой и хронической стадий ГА и уточнение патогенеза заболевания на основании полученных данных.
В задачи исследования входило изучение распределения клеток CD4+, CD8+, CD68+, профилей воспалительных цитокинов IL-2, IFN-γ, TNF-α вокруг сосудов, волосяных фолликулов, а также внутри фолликулов в очагах ГА в острой и хронической стадиях заболевания.
Материал и методы
Были изучены биоптаты кожи скальпа 28 больных с клиническим диагнозом гнездная алопеция, подтвержденным гистологически. В исследовании приняли участие 18 женщин и 10 мужчин в возрасте от 18 до 54 лет. На основании данных о продолжительности заболевания или текущего эпизода ГА и объективного осмотра все пациенты были разделены на две группы в зависимости от степени активности заболевания. В 1-ю группу с активной стадией патологического процесса (продолжительность заболевания или текущего эпизода гнездной алопеции в среднем от 2—3 нед до 3 мес) были включены 14 пациентов. Из них потеря волос менее 25% была у 7, потеря волос 25—49% — у 3, потеря волос 50—74% — у 3 и потеря волос 75—99% — у одного. Хроническая стадия заболевания (продолжительностью от 3 мес до 5 лет и более) констатирована у оставшихся 14 больных. Из них у 3 потеря волос составила менее 25%, потеря волос 25—49% — у 2, потеря волос 75—99% — у 3 и полная потеря волос (100%) — у 6. Все пациенты не получали лечения по поводу ГА в течение 3 мес. Согласно данным научной литературы [9, 12], не выявлено статистически значимой корреляции между гистологическими особенностями гнездной алопеции и клинико-анамнестическими данными, такими как количество и размер очагов, отягощенный анамнез по атопии, связь со стрессом и другие пусковые факторы.
Гистологические параметры гнездной алопеции зависят только от продолжительности заболевания и активности патологического процесса [10]. В связи с этим мы также учитывали только клинические параметры активности ГА и ее продолжительность.
Образцы кожи из очагов облысения брали с помощью одноразового punch-биоптата диаметром 4 мм. После взятия биопсийный материал фиксировали в 4% растворе формалина в течение 48 ч и заливали в парафин с установкой биоптатов «на ребро». Затем приготавливали серийные парафиновые срезы толщиной 4 мкм на стекла с поли-L-лизиновым покрытием для иммуногистохимических исследований. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином по стандартной методике.
ИГХ-исследования проводили с применением моноклональных антител к CD4+, CD8+, CD68+, IL-2, IFN-γ, TNF-α («LabVision»).
По серийным парафиновым срезам, окрашенным гематоксилином и эозином, оценивали общие морфологические процессы при ГА, такие как наличие воспалительного инфильтрата и его распределение, наличие склероза, патология эпителия фолликулов, присутствие волос в ВФ. С помощью иммунногистохимической окраски определяли клеточный и цитокиновый состав воспалительного инфильтрата в биоптатах кожи больных с ГА. Результаты ИГХ-реакций оценивали количественно и полуколичественно. Рассчитывали число клеток CD4+, CD8+, CD68+ в поле зрения × 400, а цитокины IL-2, IFN-γ и TNF-α оценивали полуколичественно в баллах по общепринятой методике.
Полученные результаты сравнивали со здоровыми контролями. В качестве контролей использовали биоптаты кожи 7 здоровых людей, взятые с волосистой части головы.
Результаты
У больных 1-й группы с активной стадией ГА и продолжительностью текущего эпизода 2—3 нед имеются жалобы на усиленное выпадение волос, сопровождающееся формированием очагов облысения, субъективно ощущаются симптомы в виде умеренного зуда, жжения, чувства ползания мурашек в коже скальпа, где позже формируются очаги алопеции. При клиническом осмотре на волосистой части головы определяются очаги облысения диаметром 3—5 см и более. Очаги слегка гиперемированы, имеют четкую границу. В самом очаге и по его краю наблюдаются кадаверизованные, или трупообразные, волосы в виде черных точек в устье фолликулов, а также волосы, обломанные на высоте 1—2 мм, с утолщением дистальных концов. При ручной эпиляции волос на границе очагов выявляется зона расшатанных волос шириной около 0,3—1 см, в которой легко эпилируются телогеновые либо дистрофичные волосы, обламывающиеся у основания их выхода из устья ВФ на поверхность кожи.
Клиническая картина ГА у пациентов 2-й группы с хронической стадией заболевания имеет более скудные симптомы. Пациенты жалуются на отсутствие роста волос, при этом субъективные жалобы, связанные с нарушением или изменением чувствительности кожи в очагах облысения, отсутствуют. Кожа в очагах облысения гипотрофична и имеет обычную окраску. Устья фолликулов не визуализируются, отсутствует зона расшатанных волос, черные точки кадаверизованных волос или волосы в виде восклицательного знака не выявляются.
При окрашивании гематоксилином и эозином морфологическая картина в очагах ГА у всех больных определяется в виде неспецифического воспалительного инфильтрата, состоящего из Т-лимфоцитов, макрофагов и других лимфогистиоцитарных элементов, включая клетки Лангерганса. В препаратах можно увидеть единичные меланоциты. Эозинофилы в составе клеток инфильтрата не обнаружены (рис. 1).
Неспецифический воспалительный инфильтрат особенно выражен в активную стадию ГА, при этом основную массу клеток составляют Т-лимфоциты и макрофаги. Инфильтрат может располагаться как вокруг волосяных фолликулов, так и вокруг сосудов. На основании распределения инфильтрата условно можно выделить 3 морфологических типа воспаления:
— с преимущественной перифолликулярной инфильтрацией — у 5 из 14 больных с активной стадией ГА (36%);
— с преимущественной периваскулярной инфильтрацией — у 4 из 14 больных с активной стадией ГА (28%);
— смешанный вариант (инфильтрация как вокруг сосудов, так и вокруг волосяных фолликулов) — у 5 из 14 больных с активной стадией ГА (36%).
В активной стадии ГА отмечается также выраженный дис- и паракератоз эпителия (в единичных биоптатах наблюдались признаки апоптоза), инфильтрация стромы.
В хронической стадии очаги воспалительной инфильтрации слабо выражены. Отмечаются атрофия волосяных фолликулов, перифолликулярный и периваскулярный склероз, склероз дермы, который заключается в утолщении коллагеновых волокон, фиброзных тяжах, уменьшении отека тканей, склероз стенок сосудов (в одном биоптате в просвете наблюдались детрит и петрификаты). Морфология ГА с учетом активности патологического процесса представлена на рис. 2.
При ИГХ-исследовании в активную стадию ГА основную массу клеток перифолликулярного и периваскулярного инфильтрата составляют Т-лимфоциты CD8+— до 67%, CD4+ — до 10%, CD68+ — до 23%. Хроническая стадия ГА характеризуется снижением абсолютного количества клеток CD8+ CD4+, CD68+ инфильтрата в поле зрения, тогда как в процентном отношении происходит перераспределение клеток с уменьшением CD8+ (до 35%) и относительным увеличением CD4+ и CD68+ (до 15 и 50% соответственно). Распределение клеток воспалительного инфильтрата при ИГХ-исследовании в активную и хроническую стадии ГА показано в табл. 1.
Характеризуя профиль воспалительных цитокинов Th-1 при ГА, следует отметить повышенное содержание IFN-γ в воспалительном инфильтрате (5 баллов) и внутри волосяных фолликулов (4 балла), причем эти значения одинаковы как в активную, так и в хроническую стадии ГА. Провоспалительный цитокин IL-2 определяется в большей степени в активную стадию ГА как в воспалительном инфильтрате (до 6 баллов), так и в волосяных фолликулах (до 2 баллов), однако его содержание несколько снижается при хронической форме заболевания. Высокое содержание TNF-α больше выражено в активную стадию заболевания (до 6 баллов), оставаясь повышенным в хроническую стадию (до 4 баллов) (табл. 2).
Сопоставив результаты морфологического и ИГХ-исследования с клинической картиной заболевания, можно выявить прямую корреляцию между активностью патологического процесса и местными иммуноморфологическими изменениями в коже при ГА. Так, в активную (острую) стадию заболевания определяется массивный воспалительный инфильтрат с преобладанием цитотоксических Т-лимфоцитов и повышенным содержанием провоспалительных цитокинов. Учитывая клиническую картину активной стадии ГА, можно предположить, что именно эти местные иммунные реакции являются причиной размягчения и выпадения волос, а также специфических изменений кожи, таких как легкая гиперемия и парестезии. Напротив, в хроническую стадию ГА, когда клинически очаг облысения уже сформирован, отсутствуют гиперемия кожи и специфические признаки расширения границ очагов. В эту стадию мы можем наблюдать характерные патоморфологические и ИГХ-изменения: минимальную степень клеточного ответа в виде уменьшения воспалительного инфильтрата и перераспределения клеток инфильтрата (CD8+ и CD4+) с преобладанием фибробластических и гистиоцитарных элементов. Содержание провоспалительных цитокинов Th-1 в хроническую стадию ГА также достоверно снижается. Эти изменения отражают смену воспалительной реакции в очаге ГА на репаративные и склеротические механизмы.
Обсуждение
Отсутствие единого мнения о причинах появления и закономерностях течения ГА делает актуальной проблему изучения звеньев патогенеза этого дерматоза, поскольку полученные данные позволят разработать патогенетические методы терапии.
Полученные к настоящему времени данные о патологии ГА свидетельствуют о том, что в основе патогенеза заболевания лежат локальные иммунные нарушения в волосяных фолликулах по механизму реакции гиперчувствительности IV типа (РГЧ IV типа, или гиперчувствительность замедленного типа), которая обусловлена клеточными иммунными реакциями в виде сенсибилизации Т-лимфоцитов, проявляющих цитотоксичность путем секреции цитокинов [19]. При ГА эти нарушения связаны с действием Т-лимфоцитов CD8+ и CD4+ и изменением цитокинового профиля при действии IL-2, IFN-γ и TNF-α и способствуют усилению апоптоза в матриксе ВФ и формированию неспецифического аутоиммунного воспаления.
В нашем исследовании мы определили, что выявляемый при гистологическом и ИГХ-исследовании воспалительный инфильтрат состоит в основном из цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8+ и CD4+), макрофагов CD68+ и других лимфогистиоцитарных клеток, включая клетки Лангерганса. Среди Т-лимфоцитов преобладают CD8+, которые, по-видимому, обусловливают формирование цитотоксического иммунного ответа. Полученные данные совпадают с результатами работ ряда авторов, в которых также отмечено преобладание CD8+ по сравнению с CD4+, что указывает на их высокую патогенетическую значимость [15, 20, 21]. Считают, что высокое содержание лимфоцитов CD8+ за счет кооперации с Т-хелперами (CD4+), макрофагами и клетками Лангерганса формирует опосредованный Т-клетками цитотоксический иммунный ответ, ассоциированный с NК-клетками [2, 14, 22]. Воспалительный лимфогистиоцитарный инфильтрат располагается не только вокруг ВФ, но может проникать внутрь клеток волосяной луковицы и окружать сосуды, что отражает морфогенез аутоиммунного воспаления. Иммунный цитолиз клеток ВФ осуществляется не только за счет Т-лимфоцитов, но и провоспалительных цитокинов Th-1, таких как IL-2, IFN-γ и TNF-α. При этом предполагают, что IL-2 играет роль инициатора аутоиммунного воспалительного процесса [15]. В настоящее время IFN-γ рассматривается как единственный цитокин, способный индуцировать HLA-DR антигены в клетках волосяных фолликулов, что является важным условием специфического взаимодействия цитотоксических Т-лимфоцитов с эпителием матрикса волоса [13, 23]. TNF-α, являясь сильным индуктором апоптоза, подавляет пролиферацию кератиноцитов и совместно с IFN-γ оказывает синергичный антипролиферативный эффект, что также обусловливает возможную роль TNF-α в иммунном механизме развития очаговой алопеции [20, 24,]. Высокое содержание TNF-α, больше выраженное в активную стадию заболевания, подтверждает его участие в механизмах цитотоксического повреждения волосяных фолликулов. Исследуемые цитокины продуцируются клетками как лимфогистиоцитарного инфильтрата, так и ВФ при их иммунном повреждении. Мы подтвердили это, обнаружив IL-2 и IFN-γ в воспалительном инфильтрате и между клетками матрикса ВФ. Поврежденный эпителий ВФ является главным продуцентом TNF-α, подготавливая тем самым апоптоз поврежденных клеток.
На основании полученных данных, можно говорить о патогенезе ГА, развивающемся по механизму аутоиммунного воспаления, соответствующему РГЧ IV типа. В связи с этим иммуноморфологические и противовоспалительные подходы к терапии ГА должны быть направлены на подавление цитотоксических Т-лимфоцитов и цитокинов Th-1.
Выводы
ГА имеет иммунный патогенез с развитием иммунного воспаления при участии цитотоксических Т-лимфоцитов, которые доминируют среди клеток воспалительного инфильтрата. Цитотоксический эффект осуществляется за счет кооперации Т-лимфоцитов (CD8+ и CD4+) и гистиоцитов, включая макрофаги CD68+ и клетки Лангерганса, а также гиперпродукции провоспалительных цитокинов Th-1 (IL-2, IFN-γ и TNF-α) как клетками воспалительного инфильтрата, так и клетками ВФ. В результате этого происходят усиление апоптоза и иммунный цитолиз матричных клеток ВФ, что проявляется выпадением волос в активную стадию ГА и формированием склеротических изменений в перифолликулярных тканях в хроническую стадию патологического процесса.